Applications of dimensional reduction to electroweak and QCD matter

When heated to high temperatures, the behavior of matter changes dramatically. The standard model fields go through phase transitions, where the strongly interacting quarks and gluons are liberated from their confinement to hadrons, and the Higgs field condensate melts, restoring the electroweak symmetry. The theoretical framework for describing matter at these extreme conditions is thermal field theory, combining relativistic field theory and quantum statistical mechanics. For static observables the physics is simplified at very high temperatures, and an effective three-dimensional theory can be used instead of the full four-dimensional one via a method called dimensional reduction. In this thesis dimensional reduction is applied to two distinct problems, the pressure of electroweak theory and the screening masses of mesonic operators in quantum chromodynamics (QCD). The introductory part contains a brief review of finite-temperature field theory, dimensional reduction and the central results, while the details of the computations are contained in the original research papers. The electroweak pressure is shown to converge well to a value slightly below the ideal gas result, whereas the pressure of the full standard model is dominated by the QCD pressure with worse convergence properties. For the mesonic screening masses a small positive perturbative correction is found, and the interpretation of dimensional reduction on the fermionic sector is discussed.

Hybrid Modelling of Titan's Interaction with the Magnetosphere of Saturn

In this dissertation we study the interaction between Saturn's moon Titan and the magnetospheric plasma and magnetic field. The method of research is a three-dimensional computer simulation model, that is used to simulate this interaction. The simulation model used is a hybrid model. Hybrid models enable individual tracking or tracing of ions and also take into account the particle motion in the propagation of the electromagnetic fields. The hybrid model has been developed at the Finnish Meteorological Institute. This thesis gives a general description of the effects that the solar wind has on Earth and other planets of our solar system. Planetary satellites can also have similar interactions with the solar wind but also with the plasma flows of planetary magnetospheres. Titan is clearly the largest among the satellites of Saturn and also the only known satellite with a dense atmosphere. It is the atmosphere that makes Titan's plasma interaction with the magnetosphere of Saturn so unique. Nevertheless, comparisons with the plasma interactions of other solar system bodies are valuable. Detecting charged plasma particles requires in situ measurements obtainable through scientific spacecraft. The Cassini mission has been one of the most remarkable international efforts in space science. Since 2004 the measurements and images obtained from instruments onboard the Cassini spacecraft have increased the scientific knowledge of Saturn as well as its satellites and magnetosphere in a way no one was probably able to predict. The current level of science on Titan is practically unthinkable without the Cassini mission. Many of the observations by Cassini instrument teams have influenced this research both the direct measurements of Titan as well as observations of its plasma environment. The theoretical principles of the hybrid modelling approach are presented in connection to the broader context of plasma simulations. The developed hybrid model is described in detail: e.g. the way the equations of the hybrid model are solved is shown explicitly. Several simulation techniques, such as the grid structure and various boundary conditions, are discussed in detail as well. The testing and monitoring of simulation runs is presented as an essential routine when running sophisticated and complex models. Several significant improvements of the model, that are in preparation, are also discussed. A main part of this dissertation are four scientific articles based on the results of the Titan model. The Titan model developed during the course of the Ph.D. research has been shown to be an important tool to understand Titan's plasma interaction. One reason for this is that the structures of the magnetic field around Titan are very much three-dimensional. The simulation results give a general picture of the magnetic fields in the vicinity of Titan. The magnetic fine structure of Titan's wake as seen in the simulations seems connected to Alfvén waves an important wave mode in space plasmas. The particle escape from Titan is also a major part of these studies. Our simulations show a bending or turning of Titan's ionotail that we have shown to be a direct result of the basic principles in plasma physics. Furthermore, the ion flux from the magnetosphere of Saturn into Titan's upper atmosphere has been studied. The modelled ion flux has asymmetries that would likely have a large impact in the heating in different parts of Titan's upper atmosphere.

Characterisation of cellulose- and lignin-based materials using x-ray scattering methods

Wood is an important material for the construction and pulping industries. Using x-ray diffraction the microfibril angle of Sitka spruce wood was studied in the first part of this thesis. Sitka spruce (Picea sitchensis [Bong.] Carr.) is native to the west coast of North America, but due to its fast growth rate, it has also been imported to Europe. So far, its nanometre scale properties have not been systematically characterised. In this thesis the microfibril angle of Sitka spruce was shown to depend significantly on the origin of the tree in the first annual rings near the pith. Wood can be further processed to separate lignin from cellulose and hemicelluloses. Solid cellulose can act as a reducer for metal ions and it is also a porous support for nanoparticles. By chemically reducing nickel or copper in the solid cellulose support it is possible to get small nanoparticles on the surfaces of the cellulose fibres. Cellulose supported metal nanoparticles can potentially be used as environmentally friendly catalysts in organic chemistry reactions. In this thesis the size of the nickel and copper containing nanoparticles were studied using anomalous small-angle x-ray scattering and wide-angle x-ray scattering. The anomalous small-angle x-ray scattering experiments showed that the crystallite size of the copper oxide nanoparticles was the same as the size of the nanoparticles, so the nanoparticles were single crystals. The nickel containing nanoparticles were amorphous, but crystallised upon heating. The size of the nanoparticles was observed to be smaller when the reduction of nickel was done in aqueous ammonium hydrate medium compared to reduction made in aqueous solution. Lignin is typically seen as the side-product of wood industries. Lignin is the second most abundant natural polymer on Earth, and it possesses potential to be a useful material for many purposes in addition to being an energy source for the pulp mills. In this thesis, the morphology of several lignins, which were produced by different separation methods from wood, was studied using small-angle and ultra small-angle x-ray scattering. It was shown that the fractal model previously proposed for the lignin structure does not apply to most of the extracted lignin types. The only lignin to which the fractal model could be applied was kraft lignin. In aqueous solutions the average shape of the low molar mass kraft lignin particles was observed to be elongated and flat. The average shape does not necessarily correspond to the shape of the individual particles because of the polydispersity of the fraction and due to selfassociation of the particles. Lignins, and especially lignosulfonate, have many uses as dispersants, binders and emulsion stabilisers. In this thesis work the selfassociation of low molar mass lignosulfonate macromolecules was observed using small-angle x-ray scattering. By taking into account the polydispersity of the studied lignosulfonate fraction, the shape of the lignosulfonate particles was determined to be flat by fitting an oblate ellipsoidal model to the scattering intensity.

Hur den aktiva kunden konstruerar budskap - Ett synsätt inom relationskommunikation

Den här avhandlingen erbjuder ett nytt perspektiv på marknadskommunikation. Det nya är ett starkt kundfokus, där kunden är en aktiv medpart i kommunikationsprocessen. I det traditionella kommunikationsperspektivet har man sett kunden som ett objekt som blir utsatt för företagets olika åtgärder. Där har det varit företaget som stått för integreringen av de olika budskapen. I det här arbetet står kunden för integrationen och har därmed möjligheten att lägga till budskap eller lämna bort någonting väsentligt. I och med perspektivskiftet kan man upptäcka nya fenomen i kommunikation som inte tidigare beaktats i tillräcklig utsträckning. Eftersom det är kunden som står för den aktiva konstruktionen av budskap, kan kundens uppfattning vara en annan än den som företagen avsett. Kundens uppfattning kan beskrivas med hjälp av begreppen tydlig, otydlig och tyst kommunikation. Inom ramen för tyst kommunikation utvecklas ett nytt begrepp – passiv kommunikation – som kan öppna möjligheter för företag att minska på den aktiva kommunikationen med sina kunder. Även källorna till den här kommunikationen kan variera. Dylika källor kan lokaliseras till relation, händelse eller konsekvens. Dessa fenomen har sammanställts i en modell som kallas relationskommunikationsarenan. Kundernas uppfattningar varierar beroende på om det är fråga om relationskommunikation eller annan kommunikation. Dessa uppfattningar är strukturerade i två olika dimensioner: en tids- och en kontextdimension. Tidsdimensionen består av historiska och framtidsrelaterade faktorer och kontextdimensionen är en situationsdimension som består av interna, personliga faktorer och av externa faktorer i omgivningen. I relations-kommunikation förekommer faktorer från alla dimensioner. Modellen för denna struktur kallas den dynamiska kommunikationsmodellen. I avhandlingen utvecklas även en metod – kommunikationstopografi – med vars hjälp olika uppfattningar kan visualiseras på ett åskådligt sätt. Med topografierna kan olika budskap som annonser analyseras och tydliga, otydliga samt tysta budskap separeras. På motsvarande sätt kan även olika grupper av personer som uppfattar budskap på ett visst sätt särskiljas. Både budskap och personer analyseras här. Förekomsten av relationskommunikation kan i en del fall påvisas. Med kommunikationstopografi kan man visa hur den aktiva kunden konstruerar, lägger till eller lämnar bort budskap.

Samarbete mellan konkurrenter - en undersökning av österbottniska sm-företag

Under senare tid har förekomsten av samarbete mellan konkurrerande sm-företag ökat. Forskningen kring ämnet har dock bedrivits i mindre skala, framför allt om man beaktar finländska (nordiska) förhållanden. Syftet med denna undersökning är att kartlägga förekomsten av samarbete mellan konkurrerande sm-företag i Österbotten (Finland), samt beskriva dessa. Gällande demografiska variabler jämförs dessa företag även med sm-företag som inte samarbetar. Data insamlades genom en enkät utskickad i november 2001 till 345 sm-företag i Österbotten. Svarsprocenten var 35.1. Av de respondenter som besvarade enkäten, var 47.9 procent involverade i ett eller flera samarbeten med ett eller flera företag som var deras konkurrenter. Samarbete mellan konkurrenter är således inte ett ovanligt fenomen, utan innefattar allt från informella, operativa samarbeten till formella, strategiskt viktiga samarbeten. Samarbete inom produktion var den mest vanligt förekommande formen av samarbete. Partnern kom från Finland, även om målmarknaderna för samarbetet fanns både i Finland och i utlandet. Denna undersökning kunde inte identifiera någon större skillnad mellan de sm-företag som samarbetade med konkurrenter och de sm-företag som inte samarbetade. Det intressanta är således att det inte verkar finnas några skillnader vad gäller ålder, omsättning, omsättningsökning, underleverans- och exportverksamhet mellan de samarbetande och de icke samarbetande företagen. Skillnaderna bör således sökas i andra variabler. Den enda signifikanta skillnaden kunde upptäckas i upplevelsen av konkurrens. Tidigare forskning har identifierat att osäkerhet i konkurrensen är ett incitament till att börja samarbeta med konkurrenter. Denna undersökning förstärker detta antagande. De samarbetande företagen upplevde att konkurrensen var hårdare än de icke samarbetande företagen. Bland de samarbetande företagen var det speciellt de mindre (med en personalstyrka mellan 10 och 50 arbetstagare) som upplevde att konkurrensen var hård. Undersökningen har finansierats med stipendiemedel från Sparbanksstiftelsen i Vasa och Handlande Gustav Svanljungs fond.

Variation i kvinnors namnfraser i officiella dokument i Helsingfors 1780-1930 : Socioonomastiska synvinklar på makt och identitet

This dissertation is an onomastic study of variation in women s name phrases in official documents in Finland during the period 1780−1930. The aim is to discuss from a socio-onomastic perspective both the changeover from patronymics to inherited family names and the use of surnames after marriage (i.e. whether women adopted their husbands family names or retained their maiden names), before new laws in this area entered into force in Finland in the early 20th century. In 1920, a law on family names that required fixed names put an end to the use of the patronymic as a person s only surname. After 1929, it was no longer possible for a married woman to retain her maiden name. Methodologically, to explain this development from a socio-onomastic perspective, I have based my study on a syntactic-semantic analysis of the actual name phrases. To be able to demonstrate the extensive material, I have elaborated a scheme to divide the 115 different types of name phrases into 13 main categories. The analysis of the material for Helsinki is based on frequency calculations of the different types of name phrases every thirtieth year, as well as on describing variation in the structure and semantic content of the name phrases, e.g. social variation in the use of titles and epithets. In addition to this, by applying a biographic-genealogical method, I have conducted two case studies of the usage of women s name phrases in the two chosen families. The study is based on parish registers from the period 1780−1929, estate inventory documents from the period 1780−1928, registration forms for liberty of trade from the period 1880−1908, family announcements on newspapers from the period 1829−1888, gravestones from the period 1796−1929 and diaries from the periods 1799−1801 and 1818−1820 providing a corpus of 5 950 name phrases. The syntactic-semantic analysis has revealed the overall picture of various ways of denoting women in official documents. In Helsinki, towards the end of the 19th century, the use of inherited family names seems to be almost fully developed in official contexts. At the late 19th century, a patronymic still appears as the only surname of some working-class women whereas in the early 20th century patronymics were only entered in the parish register as a kind of middle name. In the beginning of the 19th century, most married women were still registered under their maiden names, with a few exceptions among the bourgeoisie and upper class. The comparative analysis of name phrases in diaries, however, indicates that the use of the husband s family name by married women was a much earlier phenomenon in private contexts than in official documents. Keywords: socio-onomastics, syntactic-semantic analysis, name phrase, patronymic, maiden name, husband s family name

Towards the Breaking Day : An Ethnography of Belian Curing Rituals among the Luangans of Indonesian Borneo

Towards the Breaking Day is an ethnography of belian, an exceptionally lively tradition of curing rituals performed by the Luangans, a politically marginalized population of swidden cultivators of Indonesian Borneo. The principal purpose of the study is to explore the significance of belian rituals in practice. It asks what belian rituals do socially, politically, and existentially for particular people in particular circumstances. Departing from conventional conceptions of rituals as ethereal liminal or insulated traditional domains, it demonstrates the importance of understanding rituals as emergent within their specific historical and social settings, and highlights the irreducibility of lived reality to epistemological certainty. Each chapter of the book represents an analysis of a concrete ritual performance, exemplifying a diversity of ritual genres, stylistic modalities and sensual ambiences, ranging from low-keyed, habitual affairs to drawn-out, crowd-seizing community rituals and innovative, montage-like cultural experiments. The study is based on eighteen months of ethnographic fieldwork in non-Christian Central Luangan communities in which ritual and everyday life are complexly intermixed. It is intended as a contribution to the anthropological study of ritual and to the ethnography of Borneo religion in which the study of shamanistic life rituals has been overshadowed by a long-standing fascination with death and funerary rites.

Gadamers hermeneutik och naturvetenskaplig experimentering

I detta arbete undersöks naturvetenskaplig kunskap ur ett filosofiskt perspektiv. Arbetets centrala ämne är det naturvetenskapliga experimenterandets praktiska aspekter och deras anknytningar till den teoretiska naturvetenskapliga kunskapen. Ämnet behandlas med hjälp av Hans-Georg Gadamers hermeneutiska filosofi i boken Wahrheit und Methode. Gadamers utgångspunkt i denna bok är att hermeneutiken beskriver vad som händer i texttolkning då en tolkare förstår en skriven text, men han antyder också att hermeneutiken har vidare tillämpningsområden, till och med att den universalt beskriver alla former av mänsklig förståelse. Syftet med detta arbete är att undersöka hur Gadamers hermeneutik kan tillämpas på naturvetenskaplig förståelse och vilka ändringar man då måste införliva i hermeneutiken samt att skissa grunddragen för en hermeneutisk modell av naturvetenskaplig kunskap. I arbetet presenteras först de centrala elementen i Gadamers hermeneutiska filosofi, speciellt föromdömens positiva inverkan på tolkandet och den verkningshistoriska effekten bakom varje tolkning. Sedan diskuteras bristerna i Gadamers argument för hermeneutikens universalitet, speciellt hans starka betoning av språket som grunden för all förståelse. Om Gadamers hermeneutik skall kunna tillämpas på naturvetenskapens område måste även observationer kunna vara föremål för tolkning. De dominanta trenderna i vetenskapsfilosofin då Gadamer skrev Wahrheit und Methode är en förklaring till att Gadamer starkt förbinder sig till textförståelsen och oftast diskuterar den naturvetenskapliga kunskapen endast som en negativ motpol till den humanvetenskapliga. Vetenskapsfilosofins utveckling efter Wahrheit und Methode, speciellt det faktum att fullständig objektivitet inte mera anses vara ett realistiskt ideal, höjer förväntningarna på hermeneutikens värde för naturvetenskapernas filosofi. Till följande diskuteras tre bidrag till naturvetenskapernas filosofi som är speciellt värdefulla för en hermeneutiken. Den första av dessa är Sylvain Brombergers analys av ovisshet i vetenskapliga undersökningar. Bromberger hävdar att vetenskaplig forskning riktas mot frågor vars svar forskaren inte kan föreställa sig på förhand. Brombergers analys tyder på att det finns en hermeneutisk dialektik av frågor och svar i naturvetenskapliga experiment där forskaren strävar till att göra observationer för att besvara sina frågor. Det andra bidraget är Michael Polanyis studie av den praktiska och personliga kunskapens betydelse för all vetenskaplig forskning. Här är speciellt det vetenskapliga språkets utveckling i samband med experimentering av intresse. Det tredje bidraget är Robert Creases studie av experimentella observationer som visar att observationstolkning innefattar många element som kan förknippas med hermeneutiken. Analysen av de tre ovannämnda studierna leder till följande slutsatser. Den naturvetenskapliga forskningens hermeneutiska element förväntas vara starkt framför allt i experimentell forskning där forskaren utreder nya frågor i en kontinuerlig dialog av tekniskt prövande, praktisk identifiering och språklig beskrivning av nya fenomen. Speciellt beaktansvärd är skillnaden mellan verifierande och upptäckande naturvetenskapliga undersökningar. Tidigare resultat kan verifieras med hjälp av mätningar som specificeras på förhand, men ingen kan på förhand specificera de tekniska och språkliga steg som krävs för ett framgångsrikt upptäckande experiment. Experimentella upptäckter kräver därför en praktisk kunskap som inte kan reduceras till ren teori eller metodologi. Denna praktiska kunskap kan beskrivas med hjälp av Gadamers hermeneutik. Till sist diskuteras vissa grundläggande drag som kan sägas vara karakteristiska för en hermeneutisk modell av naturvetenskaplig kunskap. Speciellt den naturvetenskapliga kunskapens historiska natur, fördomarnas betydelse i naturvetenskaplig forskning samt vikten av forskarens personliga perspektiv i den naturvetenskapliga observationen är viktiga stöttestenar som gör att den hermeneutiska naturvetenskapsmodellen skiljer sig betydligt från modeller som betonar naturvetenskapernas objektivitet. Men det hermeneutiska perspektivet utesluter inte nödvändigtvis andra perspektiv. Dess huvudsakliga nytta är att den tillåter oss att undersöka sidor av naturvetenskaplig kunskap som objektivitetsbetonande modeller lämnar alltför mycket i skymundan. Till dessa hör speciellt det praktiska arbetet i naturvetenskaplig experimentering.

Les fleuves dans l'œuvre romanesque de Jean-Marie Gustave Le Clézio

Relying on Merleau-Ponty's phenomenology of perception and on Mircea Eliade's works on the Sacred and the Profane, this study explores the river as a perceptual space and as the sacred Center in a cosmic vision of the world in twelve of Jean-Marie Gustave Le Clézio's fictional works, from The Interrogation (1963) to Revolutions (2003). In the first chapter, after introducing the field of study, I discuss the relation between the radical subjectivity and the evasiveness of perceiving subjects in Le Clézio's fiction. Next are some thoughts on the relation between Merleau-Ponty's and Le Clézio's ideas. The second chapter studies the river as an experience in the text, first as a topographical space, then as a sound world. The investigations move on to its water as a visual and a tactile phenomenon. Then follows the human use of the river, the (absence of) baths, and the river as a traveling space. The chapter closes with the study of the metaphorical use of the word, occurring mainly in urban space and for phenomena in the sky. The third chapter is organized around the river as the Center of the world in a religious cosmogony, where the river represents the origin of the world and of the human race. The core analysis shows how the middle of the river is a symbolic space of a new beginning. As a sacred space, the river abolishes time as the object of contemplation and as relative immobility from the point of view of a person drifting downstream. The functions of a new beginning and of abolition of time are combined in the symbolic immersions in the water. Finally, the dissertation explores other symbolical spaces, such as the unknown destination of the drift, and the river as the Center of a utopia. The chapter closes with the existential agony as a result of the elimination of the Center in the urban environment. In the final chapter, the river is compared to other watercourses : the creek, the brook and the rapids. The river is more of a spatial entity, whereas the actual water is more important in the smaller watercourses. The river is more common than the other watercourses as a topographical element in the landscape, whereas the minor watercourses invite the characters to a closer contact with their element, in immersions and in drinking their water. Finally, the work situates the rivers in a broader context of different fictional spaces in Le Clézio's text.

När finanskrisen slog till i Finland

Avhandlingen kartlägger användandet av metaforer i ekonomijournalistik då den globala ekonomikrisen anlände till Finland under hösten 2008. Syftet med den här kvalitativa forskningen är inte bara att presentera olika metaforer utan också påvisa att metaforer bildar större helheter. Med hjälp av en metaforanalys redogör denna studie vilka metaforer förekom i ekonominyheter och hur de reflekterar ekonomikrisen och den verklighet vi lever i. Forskningen presenterar också deltagarna i ekonomikrisdiskussionen och diskuterar deras position i samhället i förhållande till maktfrågan. Den tredelning av metaforer som Lakoff och Johnson presenterar i sin bok Metaphors we live by (1980) ligger till grund för den här undersökningen. I den här forskningen delas metaforer enligt den kognitiva metaforteorin till tre större grupper; strukturella, ontologiska och orientationella metaforer. Användning av metaforer i undersökta artiklar var rikligt och den största gruppen utgjordes av strukturella metaforer. Mest förekom krigs-, spel-, sjukdoms- och naturmetaforer. Den största gruppen var krigsmetaforer vilka tillsammans med spelmetaforer användes mest i början av rapporteringen om den ekonomiska recessionen. Färg- och religionsmetaforer förekom också om än i ett mindre antal. Ontologiska metaforer förekom i form av personifiering. Bland annat var marknad och börs de fenomen som fick personliga drag då de var i panik, reagerade föll eller sov. Av de orientationella metaforer var horisontella upp-ner -metaforer vanligare än de vertikala fram-bak -metaforerna. Denna studie visar att de metaforer som journalisterna använde i sina artiklar bildade större helheter. Med hjälp av dessa metaforer ville man förtydliga att den ekonomiska recessionen ansågs vara en överraskning, speciellt för makthavare och ekonomiexperter. Krisen slog till i Finland överraskande och med en mycket stark volym och osäkerheten om framtiden förstärktes med metaforanvändandet. Avhandlingen har också ett samhälleligt perspektiv. I den undersöks deltagarna i ekonomikrisdiskussionen samt deras position i samhället. Forskningsresultatet är relaterat till maktfrågan med stöd av maktforskarna Michel Foucault och Ilkka Ruostetsaari. I dagens samhälle och globala värld har ekonomins makt bara ökat. Analysen av det empiriska materialet visar att näringslivet dominerade debatten och därmed hör det till makteliten. Alla diskussionsdeltagare använder metaforer, dock används de kraftigaste metaforerna av journalister.

Computational Methods for Studies of Quantum Dots and Boson Condensates

This thesis presents ab initio studies of two kinds of physical systems, quantum dots and bosons, using two program packages of which the bosonic one has mainly been developed by the author. The implemented models, \emph{i.e.}, configuration interaction (CI) and coupled cluster (CC) take the correlated motion of the particles into account, and provide a hierarchy of computational schemes, on top of which the exact solution, within the limit of the single-particle basis set, is obtained. The theory underlying the models is presented in some detail, in order to provide insight into the approximations made and the circumstances under which they hold. Some of the computational methods are also highlighted. In the final sections the results are summarized. The CI and CC calculations on multiexciton complexes in self-assembled semiconductor quantum dots are presented and compared, along with radiative and non-radiative transition rates. Full CI calculations on quantum rings and double quantum rings are also presented. In the latter case, experimental and theoretical results from the literature are re-examined and an alternative explanation for the reported photoluminescence spectra is found. The boson program is first applied on a fictitious model system consisting of bosonic electrons in a central Coulomb field for which CI at the singles and doubles level is found to account for almost all of the correlation energy. Finally, the boson program is employed to study Bose-Einstein condensates confined in different anisotropic trap potentials. The effects of the anisotropy on the relative correlation energy is examined, as well as the effect of varying the interaction potential.}